JPH05259727A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JPH05259727A JPH05259727A JP5504992A JP5504992A JPH05259727A JP H05259727 A JPH05259727 A JP H05259727A JP 5504992 A JP5504992 A JP 5504992A JP 5504992 A JP5504992 A JP 5504992A JP H05259727 A JPH05259727 A JP H05259727A
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- element antennas
- phase shifter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移相器の位相設定量を短い演算時間で算出で
きる励振位相演算手段を備えたアンテナ装置を得るこ
と。 【構成】 選択した素子アンテナのみに従来の素子電界
ベクトル回転法を適用し、少なくとも上記以外の素子ア
ンテナの移相器については、上記方法で得られた値に基
づいて算出した所定の方向および素子アンテナ間の距離
と位相差の関係に基づいて移相器の移相量を求め、所定
の方向へ主ビームを向けるに要する全素子アンテナの移
相器の位相設定量を決定する励振位相演算手段を備え
た。
きる励振位相演算手段を備えたアンテナ装置を得るこ
と。 【構成】 選択した素子アンテナのみに従来の素子電界
ベクトル回転法を適用し、少なくとも上記以外の素子ア
ンテナの移相器については、上記方法で得られた値に基
づいて算出した所定の方向および素子アンテナ間の距離
と位相差の関係に基づいて移相器の移相量を求め、所定
の方向へ主ビームを向けるに要する全素子アンテナの移
相器の位相設定量を決定する励振位相演算手段を備え
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、素子アンテナの位相
を変える移相器の位相設定量を短い演算時間で算出でき
る励振位相演算手段を備えたアンテナ装置に関するもの
である。
を変える移相器の位相設定量を短い演算時間で算出でき
る励振位相演算手段を備えたアンテナ装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図８と図９は、電子情報通信学会論文誌
Ｊ６５−Ｂ（１９８２年５月）に示されたフェーズドア
レーアンテナの励振振幅位相を求める従来の励振位相演
算手段を説明する原理図であり、図１０は従来の励振位
相演算手段を説明するために必要なフェーズドアレーア
ンテナの構成図である。図において、Ａ１は１番目の素
子アンテナ、Ａｎはｎ番目の素子アンテナ、Ｐ１は１番
目の移相器、Ｐｎはｎ番目の移相器である。
Ｊ６５−Ｂ（１９８２年５月）に示されたフェーズドア
レーアンテナの励振振幅位相を求める従来の励振位相演
算手段を説明する原理図であり、図１０は従来の励振位
相演算手段を説明するために必要なフェーズドアレーア
ンテナの構成図である。図において、Ａ１は１番目の素
子アンテナ、Ａｎはｎ番目の素子アンテナ、Ｐ１は１番
目の移相器、Ｐｎはｎ番目の移相器である。
【０００３】以下、図８と図９と図１０を用いて従来の
アンテナ装置における励振振幅、位相を求める励振位相
演算手段を説明する。図８のＥ0 ，Φ0 は、素子アンテ
ナＡ１，Ａ２，・・・ＡＮが受信した信号波を電力合成
器４で合成した合成電界の振幅、位相であり、Ｅn ，Φ
n はｎ番目の素子の受信電界の振幅、位相である。図９
のΔはｎ番目の移相器の位相変化、Ｑ1 は上記ｎ番目の
移相器の位相変化に伴う合成電力、ｋはＥ0 に対するｎ
番目の素子の相対振幅、ＹはΦ0 に対するｎ番目の素子
の相対位相の関数である。
アンテナ装置における励振振幅、位相を求める励振位相
演算手段を説明する。図８のＥ0 ，Φ0 は、素子アンテ
ナＡ１，Ａ２，・・・ＡＮが受信した信号波を電力合成
器４で合成した合成電界の振幅、位相であり、Ｅn ，Φ
n はｎ番目の素子の受信電界の振幅、位相である。図９
のΔはｎ番目の移相器の位相変化、Ｑ1 は上記ｎ番目の
移相器の位相変化に伴う合成電力、ｋはＥ0 に対するｎ
番目の素子の相対振幅、ＹはΦ0 に対するｎ番目の素子
の相対位相の関数である。
【０００４】一般にフェーズドアレーアンテナの合成電
界ベクトルは図８のように各素子の電界ベクトルの合成
で表すことができる。また、各素子アンテナの位相を変
える移相器により各素子の位相を変化させれば全ての素
子電界ベクトルを１本の長いベクトルに合成することが
でき、与えられた振幅条件において利得最大となる。ま
ず、ｎ番目の素子の相対振幅ｋ、相対位相Ｘの表示式は
次式で与えられる。
界ベクトルは図８のように各素子の電界ベクトルの合成
で表すことができる。また、各素子アンテナの位相を変
える移相器により各素子の位相を変化させれば全ての素
子電界ベクトルを１本の長いベクトルに合成することが
でき、与えられた振幅条件において利得最大となる。ま
ず、ｎ番目の素子の相対振幅ｋ、相対位相Ｘの表示式は
次式で与えられる。
【０００５】
【数１】
【０００６】次に、ｎ番目の素子の位相をΔだけ変化さ
せたときの複素合成電界は、
せたときの複素合成電界は、
【０００７】
【数２】
【０００８】従って、合成相対電力は次のように表せ
る。
る。
【０００９】
【数３】
【００１０】これによりｎ番目の素子の位相変化Δに対
して合成電力Ｑ1 の変化は、図９のように一定バイアス
Ｙ2 ＋ｋ2 の上に重なった振幅２ｋＹのｃｏｓｉｎｅ変
化となることがわかる。ここで、Ｑ1 の最大／最小比を
次のようにｒ2 とおくと、
して合成電力Ｑ1 の変化は、図９のように一定バイアス
Ｙ2 ＋ｋ2 の上に重なった振幅２ｋＹのｃｏｓｉｎｅ変
化となることがわかる。ここで、Ｑ1 の最大／最小比を
次のようにｒ2 とおくと、
【００１１】
【数４】
【００１２】また、−Δ0 はＱ1 の最大値を与える位相
値である。位相変化に対するＱ1 を測定することにより
ｒとΔ0 がかかわり、これによりｎ番目の素子の相対振
幅、相対位相が得られる。
値である。位相変化に対するＱ1 を測定することにより
ｒとΔ0 がかかわり、これによりｎ番目の素子の相対振
幅、相対位相が得られる。
【００１３】この方法を用いてアンテナ装置に到来する
信号波の到来方向にアンテナ装置の放射パターンの主ビ
ーム方向を指向させる場合、ここで求められた相対位相
の逆相の位相を励振位相として移相器制御回路６が各移
相器に与えればよい。
信号波の到来方向にアンテナ装置の放射パターンの主ビ
ーム方向を指向させる場合、ここで求められた相対位相
の逆相の位相を励振位相として移相器制御回路６が各移
相器に与えればよい。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置で
は、特にアンテナ装置に到来する信号波の到来方向にア
ンテナ装置の放射パターンの主ビーム方向を指向させる
場合、全素子アンテナの位相を変化させ励振位相を求め
るため演算時間が長くなるという問題点があった。
は、特にアンテナ装置に到来する信号波の到来方向にア
ンテナ装置の放射パターンの主ビーム方向を指向させる
場合、全素子アンテナの位相を変化させ励振位相を求め
るため演算時間が長くなるという問題点があった。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、移相器の位相設定量を短い演算
時間で算出できる励振位相演算手段を備えたアンテナ装
置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、移相器の位相設定量を短い演算
時間で算出できる励振位相演算手段を備えたアンテナ装
置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１のアンテナ装置
は、Ｍ個の素子アンテナと、上記素子アンテナの位相を
変える移相器と、上記移相器への入出力信号を分配また
は合成する電力合成／分配器と、少なくとも上記電力合
成／分配器によって合成された信号を受信する受信機ま
たは上記電力合成／分配器に信号を送信する送信機と、
上記移相器を制御する移相器制御手段と、上記Ｍ個の素
子アンテナの移相器に基準方向へ主ビームを向けるよう
に初期位相設定をし、上記Ｍ個の素子アンテナのうちの
Ｎ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナについて、それぞれ
の素子アンテナの移相器を順々に制御して信号レベルの
変化から所定の方向へ主ビームを向けるに要する移相器
の移相量を求め、上記移相量から上記所定の方向を算出
し、少なくとも上記Ｎ個以外の素子アンテナの移相器に
ついては、上記算出した所定の方向および素子アンテナ
間の距離と位相差の関係に基づいて移相器の移相量を求
め、上記所定の方向へ主ビームを向けるに要する上記Ｍ
個の素子アンテナの移相器の位相設定量を決定する励振
位相演算手段とを備えたものである。
は、Ｍ個の素子アンテナと、上記素子アンテナの位相を
変える移相器と、上記移相器への入出力信号を分配また
は合成する電力合成／分配器と、少なくとも上記電力合
成／分配器によって合成された信号を受信する受信機ま
たは上記電力合成／分配器に信号を送信する送信機と、
上記移相器を制御する移相器制御手段と、上記Ｍ個の素
子アンテナの移相器に基準方向へ主ビームを向けるよう
に初期位相設定をし、上記Ｍ個の素子アンテナのうちの
Ｎ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナについて、それぞれ
の素子アンテナの移相器を順々に制御して信号レベルの
変化から所定の方向へ主ビームを向けるに要する移相器
の移相量を求め、上記移相量から上記所定の方向を算出
し、少なくとも上記Ｎ個以外の素子アンテナの移相器に
ついては、上記算出した所定の方向および素子アンテナ
間の距離と位相差の関係に基づいて移相器の移相量を求
め、上記所定の方向へ主ビームを向けるに要する上記Ｍ
個の素子アンテナの移相器の位相設定量を決定する励振
位相演算手段とを備えたものである。
【００１７】請求項２のアンテナ装置は、Ｍ個の素子ア
ンテナと、上記素子アンテナの位相を変える移相器と、
上記移相器への入出力信号を分配または合成する電力合
成／分配器と、少なくとも上記電力合成／分配器によっ
て合成された信号を受信する受信機または上記電力合成
／分配器に信号を送信する送信機と、上記移相器を制御
する移相器制御手段と、上記Ｍ個の素子アンテナの初期
移相値を蓄えた初期位相メモリを有し、上記Ｍ個の素子
アンテナのうちのＮ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナに
ついて、それぞれの素子アンテナの移相器に基準方向へ
主ビームを向けるように初期位相設定をし、それぞれの
素子アンテナの移相器を順々に制御して信号レベルの変
化から所定の方向へ主ビームを向けるに要する移相器の
移相量を求め、上記移相量から上記所定の方向を算出
し、少なくとも上記Ｎ個以外の素子アンテナの移相器に
ついては、上記算出した所定の方向および素子アンテナ
間の距離と位相差の関係に基づいて移相器の移相量を求
め、上記Ｎ個以外の素子アンテナの上記移相量に対して
は、それぞれの素子アンテナの上記初期位相メモリの初
期位相値を用いた演算により補正し、上記所定の方向へ
主ビームを向けるに要する上記Ｍ個の素子アンテナの移
相器の位相設定量を決定する励振位相演算手段とを備え
たものである。
ンテナと、上記素子アンテナの位相を変える移相器と、
上記移相器への入出力信号を分配または合成する電力合
成／分配器と、少なくとも上記電力合成／分配器によっ
て合成された信号を受信する受信機または上記電力合成
／分配器に信号を送信する送信機と、上記移相器を制御
する移相器制御手段と、上記Ｍ個の素子アンテナの初期
移相値を蓄えた初期位相メモリを有し、上記Ｍ個の素子
アンテナのうちのＮ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナに
ついて、それぞれの素子アンテナの移相器に基準方向へ
主ビームを向けるように初期位相設定をし、それぞれの
素子アンテナの移相器を順々に制御して信号レベルの変
化から所定の方向へ主ビームを向けるに要する移相器の
移相量を求め、上記移相量から上記所定の方向を算出
し、少なくとも上記Ｎ個以外の素子アンテナの移相器に
ついては、上記算出した所定の方向および素子アンテナ
間の距離と位相差の関係に基づいて移相器の移相量を求
め、上記Ｎ個以外の素子アンテナの上記移相量に対して
は、それぞれの素子アンテナの上記初期位相メモリの初
期位相値を用いた演算により補正し、上記所定の方向へ
主ビームを向けるに要する上記Ｍ個の素子アンテナの移
相器の位相設定量を決定する励振位相演算手段とを備え
たものである。
【００１８】
【作用】請求項１のアンテナ装置では、選択した素子ア
ンテナのみに従来の素子電界ベクトル回転法を適用し、
少なくとも上記以外の素子アンテナの移相器について
は、上記方法で得られた値に基づいて算出した所定の方
向および素子アンテナ間の距離と位相差の関係に基づい
て移相器の移相量を求め、所定の方向へ主ビームを向け
るに要する全素子アンテナの移相器の位相設定量を決定
する励振位相演算手段を備えたので、短い演算時間で全
素子アンテナの移相器の位相設定量を決定することがで
きる。
ンテナのみに従来の素子電界ベクトル回転法を適用し、
少なくとも上記以外の素子アンテナの移相器について
は、上記方法で得られた値に基づいて算出した所定の方
向および素子アンテナ間の距離と位相差の関係に基づい
て移相器の移相量を求め、所定の方向へ主ビームを向け
るに要する全素子アンテナの移相器の位相設定量を決定
する励振位相演算手段を備えたので、短い演算時間で全
素子アンテナの移相器の位相設定量を決定することがで
きる。
【００１９】請求項２のアンテナ装置では、素子アンテ
ナの初期位相値を蓄えた初期位相メモリを有し、Ｍ個の
素子アンテナのうちのＮ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテ
ナについて、それぞれの素子アンテナの移相器に基準方
向へ主ビームを向けるように初期位相設定をしてＭ個の
素子アンテナの移相器の移相量を求め、上記Ｎ個以外の
素子アンテナの上記移相量に対しては、それぞれの素子
アンテナの上記初期位相メモリの初期位相値を用いた演
算により補正し、所定の方向へ主ビームを向けるに要す
る全素子アンテナの移相器の位相設定量を決定する励振
位相演算手段とを備えたので、素子アンテナの初期位相
にばらつきがある場合でも、短い演算時間で精度良く全
素子アンテナの移相器の位相設定量を決定することがで
きる。
ナの初期位相値を蓄えた初期位相メモリを有し、Ｍ個の
素子アンテナのうちのＮ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテ
ナについて、それぞれの素子アンテナの移相器に基準方
向へ主ビームを向けるように初期位相設定をしてＭ個の
素子アンテナの移相器の移相量を求め、上記Ｎ個以外の
素子アンテナの上記移相量に対しては、それぞれの素子
アンテナの上記初期位相メモリの初期位相値を用いた演
算により補正し、所定の方向へ主ビームを向けるに要す
る全素子アンテナの移相器の位相設定量を決定する励振
位相演算手段とを備えたので、素子アンテナの初期位相
にばらつきがある場合でも、短い演算時間で精度良く全
素子アンテナの移相器の位相設定量を決定することがで
きる。
【００２０】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例に係る
移動体上にフェーズドアレーアンテナを有するアンテナ
装置を示す説明図であり、衛星からの信号波を上記フェ
ーズドアレーアンテナの素子アンテナの位相を変える移
相器を制御することにより追尾する系を概念図である。
図中、１は通信衛星、２は移動体、３はフェーズドアレ
ーアンテナを有するアンテナ装置である。図２はこの発
明の一実施例のアンテナ装置を示す構成図であり、図に
おいて、４は素子アンテナの位相を変える移相器への入
出力信号を分配または合成する電力合成／分配器である
電力合成器、５は電力合成器４で合成された信号を受信
する受信機、６は移相器制御回路、７は励振位相演算手
段である励振位相演算回路である。なお、ここでは受信
系を示して本願発明を説明するものであり、送信系につ
いては可逆であるので説明を省略する。
移動体上にフェーズドアレーアンテナを有するアンテナ
装置を示す説明図であり、衛星からの信号波を上記フェ
ーズドアレーアンテナの素子アンテナの位相を変える移
相器を制御することにより追尾する系を概念図である。
図中、１は通信衛星、２は移動体、３はフェーズドアレ
ーアンテナを有するアンテナ装置である。図２はこの発
明の一実施例のアンテナ装置を示す構成図であり、図に
おいて、４は素子アンテナの位相を変える移相器への入
出力信号を分配または合成する電力合成／分配器である
電力合成器、５は電力合成器４で合成された信号を受信
する受信機、６は移相器制御回路、７は励振位相演算手
段である励振位相演算回路である。なお、ここでは受信
系を示して本願発明を説明するものであり、送信系につ
いては可逆であるので説明を省略する。
【００２１】従来のアンテナ装置においては、放射パタ
ーンを主ビーム方向に指向させる場合、Ｍ個の全ての素
子アンテナの相対位相を求め逆相を与えることで励振位
相を決定していた。この発明のアンテナ装置において
は、精度を保ちながら演算速度を速くするためＭ個の素
子アンテナのうちＮ個（Ｎ≦Ｍ）の素子アンテナを選べ
出してこの操作を行い、残り（Ｍ−Ｎ）個の素子アンテ
ナについては線形性があるとして内挿または外挿を行っ
て移相器の位相設定量を励振位相演算回路７にて決定す
る。
ーンを主ビーム方向に指向させる場合、Ｍ個の全ての素
子アンテナの相対位相を求め逆相を与えることで励振位
相を決定していた。この発明のアンテナ装置において
は、精度を保ちながら演算速度を速くするためＭ個の素
子アンテナのうちＮ個（Ｎ≦Ｍ）の素子アンテナを選べ
出してこの操作を行い、残り（Ｍ−Ｎ）個の素子アンテ
ナについては線形性があるとして内挿または外挿を行っ
て移相器の位相設定量を励振位相演算回路７にて決定す
る。
【００２２】図３は上記実施例１に係るアンテナ装置の
励振位相演算手段の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップ１，２で初期設定位相は全素子０゜とし
従来の素子電界ベクトル回転法を用いて各素子アンテナ
の初期位相を求め、この値を用いてアンテナのブロード
サイド方向にビームが向くように移相器を設定する。次
にステップ３である一方向θから受信を行い、ステップ
４でＭ個の全素子アンテナから任意のＮ個（２≦Ｎ＜
Ｍ）の素子アンテナを選択し、それぞれの素子アンテナ
の移相器を順々に制御して信号レベルの変化から所定の
方向へ主ビームを向けるに要する移相器の移相量を求
め、ステップ５でステップ４で求めたＮ個の素子アンテ
ナの移相量から例えば最小二乗法等を用いて内挿または
外挿を行い受信方向θを算出する。上記算出結果をθ′
とすると、θ′は（５）式で表される。
励振位相演算手段の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップ１，２で初期設定位相は全素子０゜とし
従来の素子電界ベクトル回転法を用いて各素子アンテナ
の初期位相を求め、この値を用いてアンテナのブロード
サイド方向にビームが向くように移相器を設定する。次
にステップ３である一方向θから受信を行い、ステップ
４でＭ個の全素子アンテナから任意のＮ個（２≦Ｎ＜
Ｍ）の素子アンテナを選択し、それぞれの素子アンテナ
の移相器を順々に制御して信号レベルの変化から所定の
方向へ主ビームを向けるに要する移相器の移相量を求
め、ステップ５でステップ４で求めたＮ個の素子アンテ
ナの移相量から例えば最小二乗法等を用いて内挿または
外挿を行い受信方向θを算出する。上記算出結果をθ′
とすると、θ′は（５）式で表される。
【００２３】
【数５】
【００２４】また、上記（５）式から（６）式が得ら
れ、
れ、
【００２５】
【数６】
【００２６】ステップ６，７では（６）式からＭ個の素
子アンテナの基準に選んだ素子アンテナからの位相設定
量Ψn を決定し、受信方向θへ主ビームを向けるように
移相器制御回路６によりＭ個の素子アンテナの位相を変
える移相器を制御する。
子アンテナの基準に選んだ素子アンテナからの位相設定
量Ψn を決定し、受信方向θへ主ビームを向けるように
移相器制御回路６によりＭ個の素子アンテナの位相を変
える移相器を制御する。
【００２７】実施例２．次に、上記実施例１のアンテナ
装置において選択する任意のＮ個の素子アンテナを２個
とした場合の実施例について説明する。Ｍ個の全ての素
子アンテナのうち２個の素子アンテナを選び出し、上記
実施例１のＮ個の素子アンテナを選択した場合と同様の
方法でＭ個の素子アンテナの基準に選んだ素子アンテナ
からの位相設定量を決定する。
装置において選択する任意のＮ個の素子アンテナを２個
とした場合の実施例について説明する。Ｍ個の全ての素
子アンテナのうち２個の素子アンテナを選び出し、上記
実施例１のＮ個の素子アンテナを選択した場合と同様の
方法でＭ個の素子アンテナの基準に選んだ素子アンテナ
からの位相設定量を決定する。
【００２８】図４は上記実施例２における受信方向を８
゜として位相を励振させた場合のビームの放射パターン
である。また、比較のため信号波到来方向検出器により
全素子の位相を変化させて励振位相を決定したときのビ
ームの放射パターンを図５に示す。図４と図５の比較か
ら、実施例１をさらに簡略化した実施例２においても、
移相器の位相設定量を短い演算時間で算出でき、従来同
様の精度の放射パターンを有するアンテナ装置を得られ
る効果があることが実証される。
゜として位相を励振させた場合のビームの放射パターン
である。また、比較のため信号波到来方向検出器により
全素子の位相を変化させて励振位相を決定したときのビ
ームの放射パターンを図５に示す。図４と図５の比較か
ら、実施例１をさらに簡略化した実施例２においても、
移相器の位相設定量を短い演算時間で算出でき、従来同
様の精度の放射パターンを有するアンテナ装置を得られ
る効果があることが実証される。
【００２９】実施例３．図６はこの発明の他の実施例の
アンテナ装置を示す構成図であり、図において、８は励
振位相演算手段を構成し、素子アンテナの初期位相のデ
ータを記憶する初期位相メモリであり、その他のものは
図２に示したものと同様である。なお、ここでは図２同
様受信系を示して本願発明を説明するものであり、送信
系については可逆であるので説明を省略する。
アンテナ装置を示す構成図であり、図において、８は励
振位相演算手段を構成し、素子アンテナの初期位相のデ
ータを記憶する初期位相メモリであり、その他のものは
図２に示したものと同様である。なお、ここでは図２同
様受信系を示して本願発明を説明するものであり、送信
系については可逆であるので説明を省略する。
【００３０】図７は上記実施例３に係るアンテナ装置の
励振位相演算手段の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップ１で初期設定位相は全素子０゜とし従来
電界ベクトル回転法を用いて各素子アンテナの初期位相
を求め、この値を初期位相メモリ８に記憶させる。次
に、ステップ２でＭ個の全素子アンテナから任意のＮ個
（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナを選択し、アンテナのブ
ロードサイド方向にビームが向くように移相器を設定す
る。ステップ３である一方向θから受信を行い、ステッ
プ４でステップ２で選択したＮ個の素子アンテナの移相
器を順々に制御して信号レベルの変化から所定の方向へ
主ビームを向けるに要する移相器の移相量を求め、ステ
ップ５でステップ４で求めたＮ個の素子アンテナの移相
量から例えば最小二乗法等を用いて内挿または外挿を行
い受信方向θを算出する。上記算出結果をθ′とする
と、θ′は上述の（５）式で表される。また、（５）式
から上述の（６）式が得られ、ステップ６では（６）式
からＭ個の素子アンテナの基準に選んで素子アンテナか
らの移相設定量Ψn を決定し、ステップ７，８でステッ
プ６で得られた位相設定量Ψn について、ステップ２で
選択したＮ個の素子アンテナ以外の素子アンテナの初期
位相Ψn0を初期位相メモリ８から引き出し、次の（７）
式により選択したＮ個の素子アンテナ以外の素子アンテ
ナのΨn の初期位相補正をしてΨn ′を求め、Ψn また
はΨn ′に基づいて受信方向θへ主ビームを向けるよう
に移相器制御回路６によりＭ個の素子アンテナの位相を
変える位相器を制御する。
励振位相演算手段の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップ１で初期設定位相は全素子０゜とし従来
電界ベクトル回転法を用いて各素子アンテナの初期位相
を求め、この値を初期位相メモリ８に記憶させる。次
に、ステップ２でＭ個の全素子アンテナから任意のＮ個
（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナを選択し、アンテナのブ
ロードサイド方向にビームが向くように移相器を設定す
る。ステップ３である一方向θから受信を行い、ステッ
プ４でステップ２で選択したＮ個の素子アンテナの移相
器を順々に制御して信号レベルの変化から所定の方向へ
主ビームを向けるに要する移相器の移相量を求め、ステ
ップ５でステップ４で求めたＮ個の素子アンテナの移相
量から例えば最小二乗法等を用いて内挿または外挿を行
い受信方向θを算出する。上記算出結果をθ′とする
と、θ′は上述の（５）式で表される。また、（５）式
から上述の（６）式が得られ、ステップ６では（６）式
からＭ個の素子アンテナの基準に選んで素子アンテナか
らの移相設定量Ψn を決定し、ステップ７，８でステッ
プ６で得られた位相設定量Ψn について、ステップ２で
選択したＮ個の素子アンテナ以外の素子アンテナの初期
位相Ψn0を初期位相メモリ８から引き出し、次の（７）
式により選択したＮ個の素子アンテナ以外の素子アンテ
ナのΨn の初期位相補正をしてΨn ′を求め、Ψn また
はΨn ′に基づいて受信方向θへ主ビームを向けるよう
に移相器制御回路６によりＭ個の素子アンテナの位相を
変える位相器を制御する。
【００３１】
【数７】
【００３２】上記のように実施例３によれば、素子アン
テナの初期位相にばらつきがある場合でも、簡便に初期
位相補正をして移相器の設定量を決定するので、短い演
算時間で精度良く移相器の設定量を決定し、所望の放射
パターンを有するアンテナ装置を得られる効果がある。
テナの初期位相にばらつきがある場合でも、簡便に初期
位相補正をして移相器の設定量を決定するので、短い演
算時間で精度良く移相器の設定量を決定し、所望の放射
パターンを有するアンテナ装置を得られる効果がある。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、短い演算時間
で決定することができるという効果がある。
で決定することができるという効果がある。
【００３４】請求項２の発明によれば、素子アンテナの
初期位相ばらつきがある場合でも、短い演算時間で精度
良く移相器の設定量を決定することができるという効果
がある。
初期位相ばらつきがある場合でも、短い演算時間で精度
良く移相器の設定量を決定することができるという効果
がある。
【図１】この発明の一実施例に係り、衛星からの信号波
をフェーズドアレーアンテナの素子アンテナの位相を変
える移相器を制御することにより追尾する系を示す概念
図である。
をフェーズドアレーアンテナの素子アンテナの位相を変
える移相器を制御することにより追尾する系を示す概念
図である。
【図２】この発明の実施例１のアンテナ装置を示す構成
図である。
図である。
【図３】この発明の実施例１のアンテナ装置の励振位相
演算手段の動作を示すフローチャートである。
演算手段の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施例２のアンテナ装置によって得
られた受信方向８゜のときのビーム放射パターン図であ
る。
られた受信方向８゜のときのビーム放射パターン図であ
る。
【図５】従来のアンテナ装置によって得られた受信方向
８゜のときのビームの放射パターン図である。
８゜のときのビームの放射パターン図である。
【図６】この発明の実施例３のアンテナ装置を示す構成
図である。
図である。
【図７】この発明の実施例３のアンテナ装置の励振位相
演算手段の動作を示すフローチャートである。
演算手段の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の励振位相演算手段を説明するアレー素子
電界ベクトル回転法の概念図である。
電界ベクトル回転法の概念図である。
【図９】従来の励振位相演算手段を説明するアレー素子
電界ベクトル回転法における合成電力の変化を示す説明
図である。
電界ベクトル回転法における合成電力の変化を示す説明
図である。
【図１０】従来のアンテナ装置の構成図である。
１ 通信衛星 ２ 移動体 ３ フェーズドアレーアンテナを有するアンテナ装置 ４ 電力合成器 ５ 受信機 ６ 移相器制御回路 ７ 励振位相演算回路 ８ 初期位相メモリ
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍ個の素子アンテナと、上記素子アンテ
ナの位相を変える移相器と、上記移相器への入出力信号
を分配または合成する電力合成／分配器と、少なくとも
上記電力合成／分配器によって合成された信号を受信す
る受信機または上記電力合成／分配器に信号を送信する
送信機と、上記移相器を制御する移相器制御手段と、上
記Ｍ個の素子アンテナの移相器に基準方向へ主ビームを
向けるように初期位相設定をし、上記Ｍ個の素子アンテ
ナのうちのＮ個（２≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナについ
て、それぞれの素子アンテナの移相器を順々に制御して
信号レベルの変化から所定の方向へ主ビームを向けるに
要する移相器の移相量を求め、上記移相量から上記所定
の方向を算出し、少なくとも上記Ｎ個以外の素子アンテ
ナの移相器については、上記算出した所定の方向および
素子アンテナ間の距離と位相差の関係に基づいて移相器
の移相量を求め、上記所定の方向へ主ビームを向けるに
要する上記Ｍ個の素子アンテナの移相器の位相設定量を
決定する励振位相演算手段とを備えたことを特徴とする
アンテナ装置。 - 【請求項２】 Ｍ個の素子アンテナと、上記素子アンテ
ナの位相を変える移相器と、上記移相器への入出力信号
を分配または合成する電力合成／分配器と、少なくとも
上記電力合成／分配器によって合成された信号を受信す
る受信機または上記電力合成／分配器に信号を送信する
送信機と、上記移相器を制御する移相器制御手段と、上
記Ｍ個の素子アンテナの初期位相値を蓄えた初期位相メ
モリを有し、上記Ｍ個の素子アンテナのうちのＮ個（２
≦Ｎ＜Ｍ）の素子アンテナについて、それぞれの素子ア
ンテナの移相器に基準方向へ主ビームを向けるように初
期位相設定をし、それぞれの素子アンテナの移相器を順
々に制御して信号レベルの変化から所定の方向へ主ビー
ムを向けるに要する移相器の移相量を求め、上記移相量
から上記所定の方向を算出し、少なくとも上記Ｎ個以外
の素子アンテナの移相器については、上記算出した所定
の方向および素子アンテナ間の距離と位相差の関係に基
づいて移相器の移相量を求め、上記Ｎ個以外の素子アン
テナの上記移相量に対しては、それぞれの素子アンテナ
の上記初期位相メモリの初期位相値を用いた演算により
補正し、上記所定の方向へ主ビームを向けるに要する上
記Ｍ個の素子アンテナの移相器の位相設定量を決定する
励振位相演算手段とを備えたことを特徴とするアンテナ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5504992A JPH05259727A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5504992A JPH05259727A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259727A true JPH05259727A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12987818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5504992A Pending JPH05259727A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05259727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011019067A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| CN102914450A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-02-06 | 中国核电工程有限公司 | 移动取样装置 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP5504992A patent/JPH05259727A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011019067A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| CN102914450A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-02-06 | 中国核电工程有限公司 | 移动取样装置 |
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